Опит в изграждането и експлоатацията на интелектуална система за климатизация на индивидуална жилищна сграда

Концепцията за развитие на системата на микроклимата. Описание на работата на системата. Холодоснабжение система. Енергоспестяващ ефект

В днешно време в Русия се наблюдава рязко покачване на индивидуално строителство. Особеност на този сектор в строителството е това, че желанието на разработчиците и тяхното ниво на благосъстояние ви позволяват да проектирате по-удобна система за осигуряване на микроклимата, отколкото тези, които управляват Снипы и санитарни норми. От друга страна, отделните фирми често са принудени да се организира децентрализирана отоплителна система (местни бойлери, скважинный изтегляне), и затова те са изключително заинтересовани в създаването на ефективни энергоэкономичны комфортна къщи и системите за осигуряване на микроклимата.

Възползвайки се от тази ситуация, по примера на индивидуални жилищни къщи могат да се разработят нови концепции в решаването на проблемите на микроклимата на жилищни сгради и да ги прилагат в бъдеще при изграждане на големи обекти,'обекти.

Такъв опит се реализира от авторите, по заявка на клиента, при изграждане на индивидуална жилищна сграда в предградията на сектор г. Magnitogorsk.

Концепцията за развитие на системата на микроклимата

Основна концепция за дизайн на системи за микроклимата на този дом - икономия на енергия и интелигентни управляеми инженерни системи.

Задачи за спестяване на енергия се разглежда като интегрирана и колеблив в следните направления:

• високата топлинна защита на сградата (прилагане на ефективни строителни материали и конструкции);
• инсталиране на ефективни отоплителни уреди с висок коефициент на топлопреминаване;
• изграждане на енергоспестяващи системи за климатизация;
• прилагането на схеми за рециклиране на въздуха;
• използването на естествения студ от вода артезиански кладенци и благоустройството " система за климатизация.

Пред авторите е била поставена задача: да се проектира система за комфортен вентилация и климатизация на всички помещения на къщата по такъв начин, че системата е винаги консумира рационален минимум топлина, охлаждане и електрическа енергия, при това управление на работата на системата трябва да се извършва автоматично от изисквания, които произхождат от вътрешни помещения на къщата.

Схема на вентилация на къщата е избрана следната:

• приток - механични, във всички жилищни помещения с централен климатик с частично рециклират;
• аспиратор - естествена, чрез помещения, санитарни възли, бани, кухни;
• ограда рециркуляционного на въздуха от помещения, хол.

Технически параметри на системата като:

1) разход на външен въздух въз основа на санитарно-хигиенните условия: Lн = 700 м3 / ч;
2) общ разход на въздуха въз основа на борбата с тепловыделениями: Lо = 4500 м3 / ч;
3) проверка на разход на топлинна енергия за отопление на въздух и въздуха в студен период: Qнагр = 13, 1 кВт;
4) разплащателна разход на студ за климатизация на всички помещения в топлия период: Qхол = 30 кВт.

За постигане на максимални енергоспестяващи ефект при проектирането на системата за приточной вентилация избран на принципа на зонирането. Всички помещения на дома са разпределени в съответствие с желанията на клиента, на осем зони (трапезария и хол с кът за спалня, кухненски работни помещения, кухненски помещения за спорт и подобрение и т.н.) в зависимост от дестинацията помещения и на режима за престой в тях хора. Подаване на въздух във всяка зона може да бъде затребована спрян от екип с дистанционно управление, инсталиран в едно от помещенията на зони. В рамките на тази мрежа от въздуховоди, централна система за климатизация и разделена на самостоятелни зони, които са откъснати от общия канал с помощта на управлявани заслонок.

Описание на работата на системата

Подаване на въздух във всяка зона се осъществява чрез отваряне на съответната въздушна газта в системата от въздуховоди. Управление на режима на отваряне и затваряне на вилно заслонок климатична се извършва автоматично. За автоматичен контрол на работата на климатичната е комплект от оборудване на базата на електронното процесора SlimZone Premier (САЩ). Самият процесор е проектирана на три зони, но има удължаване на 19 зони. Процесор обработва цялата информация, която излиза от вилно сензори и дава команда за отваряне или затваряне на заслонок и избор на скоростта на въртене на двигателя въздух от вентилатора. Зонален дистанционно управление марка DSL-520 е инсталирана в един характерен закрито всяка зона. Той съдържа стаен термостат, бутон за настройка на необходимата температура или режим на чист вентилация. Вилно пултове за управление са включени в един комплект с процесор, така също, както и областното въздушни клапи с електрически устройства, както. Този комплект се предлага самостоятелно от други компоненти на системата за кондициониране и може да се комбинира с всеки вентиляционным съоръжения, които се подбират в съответствие с проектните данни.

Системата работи по следния начин. В приточной камера (фиг. 1) е единица за вентилационно оборудване (ТИГАН) за подготовка на въздух въздух, който се състои от вентилатор с частотным задвижване (като минимум три скорости на въртене на двигателя), воздухоохладителя с регулируема мощност на охлаждане (най-малко три етапа на охлаждане) и воздухонагревателя (минимум три етапа на отопление).

Фигура. 1. Схема на свързване на устройства

1 - блок вентилационно оборудване (ТИГАН) в състав: вентилатор, въздушен охладител, воздухонагреватель; 2 - блок за управление на оборудване на ТИГАН; 3 - датчик за външната температура; 4 - температурен сензор за въздух на въздуха, 5 - датчик за налягане на въздуха; 6 - модул за регистрация на външни сигнали ; 7 - устройство на въздушна амортисьор; 8 - основен модул контролер SlimZone Premier (SZP); 9 - разширителен модул SlimZone Expansion (SZEX); 10 - зонален термостат DSP-520P

Към уреда е в непосредствена близост смесителна камера, в която са смесени потоци външно и рециркуляционного на въздуха; канал датчици замеряют температурата на открито, на въздух и рециркуляционного на въздуха. Управление на вентилатора и пластинчати топлообменници се извършва с електронен процесор SlimZone Premier. По сигнали вилно термостати процесор определя необходимия режим за обработка на въздуха в блока на ТИГАН за всяка зона - отопление, охлаждане или вентилация. Определя преимущественный режим, зададен от повечето зони, и на първо място се приготвя и сервира на въздуха в тези зони. По сигнал на процесора електрозадвижвания отварят въздушните клапи на тези зони и въздух се подава в помещението, амортисьор останат отворени, докато показанията на термостата не сравнятся с определена температура. Нататък газта се затваря и започва приготвяне на въздуха и скоростта му до други зони, където се изисква различен начин на обработка на въздуха. Честотата на отваряне на заслонок различни зони по време на променливи режими на работа е на 10 мин. По време на отсъствието на хора в помещението зонален дистанционно инсталиран в неутрален режим, клапата се затваря. Зона на прехода в неутрален режим и неговото оттегляне се случва с помощта на бутоните, разположени на панела на термостата. В зависимост от броя на откритите зони на процесора избира скорост на въртене на вентилатора и степен на мощност на отопление или охлаждане на въздуха в теплообменниках. Това позволява разходите на всички видове енергия в строго съответствие с нуждите на хората, без да бъдат пожертвани комфортни условия.

Някои функции на проектиране

От гледна точка на дизайн на системата за вентилация на най-голямата сложност е причинил на определението за проверка на вентилацията в системата и избор на сечения на въздухопроводи, при условие периодично ползване на различните зони. Обсъжда три варианта:

1) да разчита на канали и оборудването на общия товар на всички зони от условията за излъчване на техните произведения;
2) се прилага теорията на вероятностите, по аналогия с изчисляването на товари в системи за водоснабдяване;
3) се най-вероятната комбинация от едновременното включване на няколко зони и изчисляване на общата тежест за тези зони.

По споразумение с клиента е избран третият вариант (едновременно включени n'пет зони на осем). По този начин, изчислено натоварване възлиза на 70% от общия товар на всички зони.

С аеродинамичен гледна точка на системата от въздуховоди скомпонована така, че всяка зона има своя издънка от основните въздуховод, който е направен във формата на вертикална мина голямо сечение по този начин да загуби на налягане в него са незначителни. Това позволи на брокери'събере всички клонове и за създаване на равни условия за всяка зона. За случай, когато всички или повечето зони са затворени, осигурява преминаване между приточным и рециркуляционные въздуховоди с възвратна клапа налягане.

По този начин, изчислено Воздухопроизводительность система е приета за равна на Lо = 3150 м3 / ч.

Според тези данни, подбрани приточная инсталация, състояща се от малки елементи, базирани на канален вентилатор DKN 355-4 фирма Wolter (ГЕРМАНИЯ), които ви позволяват да монтирате в подвесном формата на тавана техническо помещение мазе. Като воздухоохладителя избран странично канален фенкойл с воден топлообменник марка CF № 71 фирма Clivet (Италия).

Основни характеристики на топлообменника:

• капацитета на хладилната - 23, 1 кВт;
• броят на обработения въздух - 3800 м3 / ч;
• об'обем на вода в топлообменника - 6, 35 л;
• масовата скорост на водата - 0, 8 кг / с;
• разходи за електричество, за да изпомпва вода помпа - 1, 5 кВт.

Като избраната секция воздухонагревателя водно отопление, която е допълнителна опция към теплообменнику CF № 71.

Охладител за охлаждане и подгряване на въздуха в теплообменниках е вода. Горещо охладител е вода със самостоятелна котелно помещение с параметри 90-70 ° C.

Холодоснабжение система

Специално внимание в проекта е отделено на проектирането на системата и благоустройството " за воден топлообменник. Тъй като къщата се намира в отдалечен от урбанизацията на района, след това на оградата студена вода за нуждите на водоснабдяването, разработчикът реши да се упражнява от артезиански кладенци. Водата е с температура през лятото 5-7°. В стандартни системи за кондициониране за приготвяне на вода с такава температура се използват фреоновые хладилни машини - чилъри, или охладителни кули. Точно това оборудване е най-скъпо и сложно за работа в областта на климатизацията, освен това, компресора на хладилната машина консумира много електроенергия, а използването на фреон може да навредят на околната среда. Затова беше решено да се използва вода, добиваното от местната водозаборной артезиански кладенци (фиг. 2).

Фигура. 2. Схема и благоустройството " СЛЕ дома от артезиански кладенци

1 - воден топлообменник - фенкойл CF № 71 фирма Clivet (Италия), 2 - приточный фен на централната системи с честотно-регулируеми колела, 3 - регулатор на скоростта на въртене на двигателя на вентилатора, 4 - електронен процесор SlimZone Premier, 5 - вилно термостати DSL-520P; 6, 7 - доставка и обратната тръбопроводи; 8 - дълбоко помпа с честотно-регулируеми колела; 9 - регулатор на скоростта на въртене на помпата; 10 - трипътен вентил с електрически люк; 11 - прием на вода от кладенци; 12 - датчик за температурата на водата; 13 - електронен контролер, управляващ режим на зареждане с вода от кладенец; 14 - тръбен топлообменник; 15 - спирателен клапан

Регулиране на мощността на охлаждане на въздуха се извършва чрез регулиране на подаването на студена вода помпа с частотным задвижване.

Разходи за електричество, за да изпомпва вода помпа от артезиански кладенци представляват Nпотр. = 1, 5 кВт. Въз основа на тези данни коефициент на преобразуване на енергията (хладилен коефициент) в предложената инсталиране с помощта на естественото охлаждане, се равнява на:

В стандартната система, климатик, предложена за този тип воздухоохладителей, разходи за електричество за работа на хладилната машина (чиллера марка WRAN-71 фирма Clivet) за получаване на определен брой студ представляват Nпотр. = 8, 3 кВт. В този случай хладилен коефициент е равен на:

Сравнение показва, че такава система е много по-голяма енергийна ефективност (коефициент на преобразуване на енергията в 5, 5 пъти по-висока, отколкото при стандартните машини), спестява около 80% от електроенергията и не причинява вреда на околната среда, тъй като работи без фреоновой хладилна машина. Освен това, водата на изхода от воден топлообменник е с температура 11 ° С и може да се използва за по-нататъшно затопляне на система за топла вода или поливане на обработваема земя.

Енергоспестяващ ефект

В резултат на прилагането на принципа на зонирането на системата на климатик може да се посочи постигане на следните резултати.

1. Проверка на дишане и съответно прогнозна консумация на енергия стана възможно да се намали на 30% от общия поток на въздуха, необходим за борба с тепловыделениями във всички помещения, което също влияе на избора на оборудване и намаляване на разходите на системата.

2. В процеса на експлоатация определя следния режим на включване зони - постоянно работят на две зони, включващи всички осем зони (пълно натоварване) се извършва два пъти в месеца. По този начин реалната консумация на енергия при работа на системата в режим на готовност е 20% от планираното и 14% от максималния брой.

3. Стана възможно да се намали тежестта върху системата за отопление, защото не е необходимо във всички помещения се поддържа постоянно висока температура на вътрешния въздух, достатъчно да се поддържа на минимално необходимата, а догрев до желаната температура да се произвеждат приточным въздух по време на присъствието на хора в съответната зона.

В резултат на прилагането на системата за физическо и благоустройството " от артезиански кладенци и действителното потребление на електроенергия е 18% от мощността на хладилната машина, изчислена на подобна тежест.

Основни заключения и наблюдения, с'появили се в резултат на експлоатацията на системата

В момента На писане на статията монтира система е в експлоатация от около две години. В рамките на този срок се извършва постоянен контакт с клиента, в резултат на което стана възможно да се направят някои изводи за работоспособността на системата.

1. Избрания количеството на въздуха (70% от планираното) е напълно достатъчно, за да отговарят на всички изисквания на жителите на микроклимата у дома.

2. Възел автоматичен контрол на базата на процесора SlimZone Premier работи надеждно, без да скача.

3. Система за физическо и благоустройството " от артезиански кладенци напълно отговаря на клиента дори в най-натоварените часове на топлия период, така че тази система може да се препоръча за най-широко приложение в райони със сходни климатични условия: в територии с рязко континентален климат с горещо и сухо лято.

Въпреки това, в резултат на експлоатацията стана някои моменти, в които при по-нататъшното проектиране трябва да се обърне внимание.

1. По време на охлаждане на въздуха в водният топлообменника пада голямо количество кондензат, който често надхвърля пропускателна система за отводняване на климатик от тази марка. Така че трябваше да разруши значително увеличаване на обема на конденсатозбірника.

2. Много трудна се оказа синхронизиране на режима на работа на основните въздух с вентилатор, вентилатор фенкойли, който е включен в конструкцията на топлообменника. В резултат на експлоатацията на фен фенкойли трябваше да е съвсем изключване, благодарение на което леко се сви на налягането в мрежа от въздуховоди. Затова най-добре е да изберете за водно охлаждане не фенкойл, а просто повърхностен топлообменник, без вентилатор, вентилатор инсталират един върху цялата система въз основа на покриване на всички аеродинамични загуби.

3. Специално внимание трябва да се обърне на шумозащитные дейности, защото, въпреки че цялото оборудване се счита за малошумным, общ шум от работата на блок ТИГАН доста осезаем (около 70 db), така че блок трябва да бъде далеч от жилищни зони в изолирано помещение.

В крайна сметка бих искал да подчертая, че прилагането на автоматизирана система за регулиране на подаване на вентилация на въздуха позволява да се спестят над 50% топлинна енергия от стойността на общия товар, не нарушава съседите при това ниво на комфорт и гигиеничности помещения. При такова спестяване въвеждането на това оборудване в една система на вентилация на обществени сгради с периодично пребиваване на хора може да доведе до значителни резултати и свеждане срок на изплащане системи до 3-5 години. Въпреки това от научна гледна точка трябва да се готви на базата на теоретични изчисления и методи за проектиране и преди да се разработи препоръки за избор на оптимални проектните натоварвания за системи с вероятността естеството на използване на механична вентилация

Лариса Старкова
доцент по ТГВіГХ им. Г. Im Branko, к. т. н. (М. Магнитогорск)

Юрий КОЛЯКІН
генерален директор на ООО "Компас Плюс", к. т. н. (М. Магнитогорск)

Източник: Списание "Строителна механика"

Източник: www. еremont. bg